科技小组的同学用底面积为100cm2的长方体泡沫塑料A、三脚架和灯泡等制作了一个航标灯模型,总质量为450g,...
问题详情:
科技小组的同学用底面积为100cm2的长方体泡沫塑料A、三脚架和灯泡等制作了一个航标灯模型,总质量为450g,如图所示。A底部与重为1N的浮子B用细绳相连。水位上升时,浮子B下降;水位下降时,浮子B上升。现使航标灯静止时A排开水的质量为600g。求:(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,g取10N/kg)
(1)泡沫塑料A静止时浸入水中的深度。
(2)绳子对泡沫塑料A的拉力。
(3)浮子B的密度。
【回答】
(1)6cm;(2)1.5N;(3)0.4×103kg/m3。
【解析】分析:(1)根据求出泡沫塑料A静止时排开水的体积,进而求出泡沫塑料A静止时浸入水中的深度;
(2)根据求出泡沫塑料A受到的浮力,再根据求出航标灯模型总重力,泡沫塑料A的拉力等于泡沫塑料A受到的浮力减去航标灯模型的总重;
(3)已知浮子的重,根据求出其质量,航标灯静止时,浮子B受的浮力(竖直向上)等于竖直向下的重力加上拉力;利用阿基米德原理求浮子B的体积,再根据密度公式求出浮子B的平均密度。
解答:(1)由可得,泡沫塑料A静止时排开水的体积:,泡沫塑料A静止时浸入水中的深度:;
(2)此时泡沫塑料A受到的浮力:;航标灯模型的总重力:,则绳子对泡沫塑料A的拉力:;
(3)由得,浮子B的质量:,绳子对B向下的拉力为:,浮子B受到的浮力为:,由得浮子B的体积为:。浮子B的密度: 。
答:(1)泡沫塑料A静止时浸入水中的深度为6cm;
(2)绳子对泡沫塑料A的拉力为1.5N;
(3)浮子B的密度为0.4×103kg/m3。
【点睛】本题考查了力的合成(力的平衡)、阿基米德原理、物体的浮沉条件(漂浮条件),正确对浮子B进行受力分析是本题的关键。
知识点:密度
题型:计算题